МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Луцький державний технічний університет

Методичні вказівки до виконання курсового проекту з предмету

„Трактори і автомобілі”

для студентів спеціальності 7. 090219 „Обладнання лісового комплексу”

Луцьк 2004

УДК 674.038

ББК 37.11

В81

Методичні вказівки до виконання курсового проекту з передмету „Трактори і автомобілі” для студентів спеціальності7. 090219 „Обладнання лісового комплексу” М.В. Вржещ, С.І. Пустюльга Луцьк: ЛДТУ, 2004.-81 с.

Укладачі: М.В. Вржещ

С.І. Пустюльга

Рецензенти: Л.В. Тищенко

В.О. Волянський

Відповідальний за випуск: В.Ф. Дідух

Затверджено науково-методичною радою ЛДТУ,

протокол № від

Рекомендовано до друку радою машинобудівного факультету ЛДТУ,

протокол № від січня 2004р.

Затверджено на засіданні кафедри сільськогосподарського машинобудування,

протокол № від 2004р.

ЗМІСТ

ВСТУП....................................................................................................................5

1. ЗАГАЛЬНА КОМПОНОВКА ПРОЕКТОВАНИХ МАШИН................................ 6

1.1. Загальна компоновка автомобіля.................................................................6

1.1.1. Визначення повної маси.............................................................................6

1.1.2. Розподіл повної маси між мостами.......................................................... 6

1.1.3. Вибір шин....................................................................................................7

1.2. Загальна компоновка гусеничного і колісного тракторів..........................7

1.2.1. Визначення експлуатаційної маси............................................................7

1.2.2. Ваговий аналіз гусеничного трактора....................................................10

1.2.3. Ваговий аналіз колісного трактора та визначення координат центра

ваги колісного і гусеничного тракторів............................................................11

1.2.4. Вибір шин колісного трактора................................................................12

2. РОЗРАХУНОК ПОТУЖНОСТІ ТА ВИБІР ДВИГУНІВ.........................................13

2.1. Розрахунок потужності та вибір двигуна автомобіля..............................13

2.1.1. Розрахунок необхідної потужності двигуна..........................................13

2.1.2. Розрахунок максимальної потужності двигуна.....................................14

2.1.3. Розрахунок максимальної стендової потужності..................................15

2.1.4. Вибір двигуна............................................................................................15

2.1.5. Визначення питомої потужності двигуна..............................................16

2.2. Розрахунок потужності та вибір двигунів тракторів...............................16

2.2.1. Визначення ефективної потужності двигуна.........................................16

2.2.2. Вибір двигуна............................................................................................18

3. ПОБУДОВА ЗОВНІШНЬОЇ ШВИДКІСНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГУНА...18

4. РОЗРАХУНОК ТА ВИБІР ПАРАМЕТРІВ ТРАНСМІСІЇ ........................................20

4.1. Розрахунок та вибір параметрів трансмісії автомобіля...........................20

4.1.1. Розрахунок передатного числа нижчої (першої) передачі...................21

4.1.2. Розрахунок мінімального передатного числа трансмісії (на вищій

передачі)..............................................................................................................22

4.1.3. Розрахунок мінімальної необхідної кількості ступенів коробки

передач.................................................................................................................22

4.1.4. Розрахунок передатного числа головної передачі................................23

4.1.5. Розрахунок необхідного передатного числа коробки передач на

нижчій (першій) передачі..................................................................................24

4.1.6. Визначення передатних чисел проміжних ступеней коробки

передач.................................................................................................................24

4.2. Розрахунок та вибір параметрів трансмісії колісного і гусеничного

тракторів..............................................................................................................25

4.2.1. Розрахунок максимального значення передатного числа трансмісії..25

4.2.2. Визначення мінімального передатного числа трансмісії.....................26

4.2.3. Визначення необхідного числа ступеней коробки передач.................27

4.2.4. Визначення передатних чисел коробки передач, головної передачі,

колісного або бортового редуктора та планетарної передачі.........................27

5. ПОБУДОВА ТЯГОВОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАШИНИ......................................28

6. ЕКСПЛУАТАЦІЙНІ ВЛАСТИВОСТІ ПРОЕКТОВАНИХ МАШИН....................29

6.1. Аналіз експлуатаційних властивостей автомобілів.................................29

6.1.1. Тягова динамічність.................................................................................29

6.1.2. Гальмові властивості................................................................................31

6.1.3. Прохідність................................................................................................32

6.2. Аналіз експлуатаційних властивостей гусеничних тракторів.................33

6.2.1. Визначення поздовжньої статичної стійкості........................................33

6.2.2. Визначення поперечної статичної стійкості..........................................33

6.2.3. Керованість гусеничного трактора.........................................................34

6.3. Аналіз експлуатаційних властивостей колісних тракторів.....................36

6.3.1. Визначення поздовжньої статичної стійкості........................................36

6.3.2. Визначення поперечної статичної стійкості..........................................37

6.3.3. Визначення критичної швидкості руху трактора за боковим

ковзанням............................................................................................................38

6.2.4. Визначення критичної швидкості за боковим перекиданням..............38

6.2.5. Визначення критичної швидкості за курсовою стійкістю....................38

6.2.6. Прохідність трактора................................................................................39

ЛІТЕРАТУРА....................................................................................................................40

ДОДАТКИ.........................................................................................................................41

ВСТУП

Ліс відіграє дуже важливу функцію в житті людини, служачи джерелом такої цінної сировини, як деревина. Окрім цього, ліс також відіграє рекреа­ційну, оздоровчу, захисну та інші функції.

Курсовий проект є заключним етапом вивчення курсу "Автомобілі та трактори". Він включає в себе компонування автомобілів і тракторів, обґрунтування та вибір їх основних параметрів, а також аналізу основних експлу­атаційних властивостей.

Основні завдання курсового проекту полягають в:

- закріпленні теоретичних та інженерних основ курсу;

- накопиченні навиків самостійної роботи, які дозволяють більш глибо­ко вивчити курс;

- набутті досвіду виконання інженерно-технічних розрахунків, обґрунтуванні прийнятих рішень та їх аналізі;

- розширенні досвіду використання спеціальної літератури, стандартів, каталогів, довідників та інших інформаційних джерел.

Кожному студентові видається індивідуальне завдання на курсовий проект.

Пояснювальна записка включає наступні розділи: Вступ.

1. Вибір та обґрунтування параметрів загального компонування проек­тованої машини.

2. Розрахунок потужності та вибір двигуна.

3. Побудова зовнішньої швидкісної характеристики двигуна.

4. Розрахунок, вибір та обгрунтування параметрів трансмісії.

5. Побудова тягової характеристики.

6. Аналіз експлуатаційних властивостей проектованої машини.

Висновок.

Література.

Вимоги до змісту і методика виконання основних розділів курсового проекту викладена у відповідних розділах даних методичних вказівок

1. ЗАГАЛЬНА КОМПОНОВКА ПРОЕКТОВАНИХ МАШИН

1.1. Загальна компоновка автомобіля

1.1.1. Визначення повної маси

Повною масою автомобіля т_а називають сумарну масу спорядженого автомобіля, корисного навантаження т_в, технологічного обладнання, водія і пасажирів. В споряджену масу автомобіля входить маса автомобіля із заправ­кою (пальне, рідке мастило і вода) та спорядженням (інструмент, запасне колесо, додаткове обладнання, зокрема радіоприймач, кондиціонер і т.п.).

Якщо задана вантажопідіймальність (корисне навантаження) автомобі­ля, то його повну масу можна визначити за статистичними даними виходячи з коефіцієнта вантажопідіймальності k_e за формулою [1]:

,

Залежність коефіцієнта вантажопідіймальності k_в від повної маси авто­мобілів показані на рисунках 3.2 і 3.3 [1]. Ці залежності характеризують сучасний рівень автомобілебудування.

1.1.2. Розподіл повної маси між мостами автомобіля

Розподіл ваги вантажних автомобілів між мостами визначається доціль­ністю повного використання вантажопідіймальності шин, а також необхід­ністю дотримання норм, які обмежують максимальне допустиме наванта­ження на дорогу. В Україні за допустимим навантаженням на одиночний міст автомобілі діляться на дві групи: А і Б. У автомобілів першої групи на один міст допускається навантаження до 100 кН, другої - до 60 кН.

Розподіляючи повну масу автомобіля між мостами, слід мати на увазі, що збільшення навантаження на ведучий міст призводить до збільшення зчіпної ваги автомобіля і відповідно до підвищення його прохідності. Ванта­жопідіймальність автомобіля за цих умов зменшується.

Коефіцієнт зчіпної ваги, який характеризує прохідність автомобіля за зчепленням, визначається:

;

де G_φ - зчіпна вага, кН; G_a - повна вага автомобіля з вантажем, кН.

Зчіпна вага - це частка повної ваги автомобіля, яка припадає на його ве­дучі колеса.

Величину коефіцієнта зчіпної ваги для ведучого моста, колеса якого ма­ють здвоєні шини, приймають у автомобілів групи А рівною 0,67...0,70, а у автомобілів групи Б - 0,70...0,75.

У повнопривідних автомобілів з одинарними колесами розподіл ваги вибирається таким, щоб забезпечити приблизно рівномірне завантаження всіх мостів. В цьому випадку навантаження на передній міст приймають на 4...8 % меншим, ніж на інші.

1.1.3. Вибір шин

Після визначення маси і розподілу ваги автомобіля між мостами слід, використовуючи стандарти з сортаментом шин чи іншу довідкову літературу з характеристиками шин, вибрати відповідний тип шин, які б задовольняли відповідним вимогам, зокрема навантаженню, що припадає на колесо. В по­яснювальній записці слід навести основні розміри та технічні характеристики вибраних шин.

1.2. Загальна компоновка гусеничного і колісного тракторів

1.2.1. Визначення експлуатаційної маси

Під час визначення маси проектованого трактора слід розрізняти кон­структивну (суху) масу m_к і експлуатаційну (повну) масу m_е.

Під конструктивною розуміють масу трактора в не заправленому стані, без тракториста, інструментів, додаткового обладнання і баласту.

В експлуатаційну масу, в порівнянні з конструктивною, входить маса паливнозмащувальних матеріалів, охолоджувальної рідини, баласту, частини або всієї агрегатованої машини, яка навішується на трактор, а також маса водія.

Експлуатаційну масу трактора m_е визначаємо, виходячи із умов роботи тракторного агрегату, середній опір агрегатованих машин якого дорівнює но­мінальному зусиллю на гаку. З врахуванням тимчасових випадкових перенавантажень дотична сила тяги трактора F_Д під час роботи на горизонтальній поверхні визначається [2]:

,

де Δ_lim - коефіцієнт можливого перенавантаження, (згідно з рекомендаціями [2],стор. 154); F_г.н. - номінальне (тягове) зусилля на гаку, F_кол - сила тяги, що витрачається на деформацію грунту і створення колії,Н; f- коефіцієнт опору коченню ([2], табл. 4.1, ст. 150, додаток); g - прискорення вільного падіння, g = 9,81 м/с².

Для спеціальних тракторів коефіцієнт можливого перенавантаження Δ_lim вибирають також із умови роботи на одній із регламентованих операцій.

Наприклад, для трелювального трактора регламентованою операцією для ви­бору експлуатаційної маси є трелювання деревини задерненим покриттям.

Окрім цього дотична сила тяги трактора може бути визначена за наступ­ною формулою:

,

де λ₁ - коефіцієнт навантаження ведучих коліс (λ₁ = 1 для всіх гусеничних і колісних тракторів зі всіма ведучими колесами);

- коефіцієнт зчеплення, допустимий за умовами зчеплення i агротехнічними вимогами.

Тоді

;

Враховуючи значний перерозподіл навантаження між передніми і зад­німи колесами під час роботи трактора, виконаного за схемою 4К2, з великим тяговим опором, λ₁, ведучих коліс приймають рівним 0,80...0,85.

Вибираючи коефіцієнт зчеплення (р_доп, слід враховувати наступне. Із теорії взаємодії рушія трактора з грунтом відомо, що коефіцієнт зчеплення залежить від буксування В свою чергу, буксування трактора негативно впли­ває на структуру поверхневих шарів грунту. Під час сильного буксування грунт суттєво ущільнюється, утворюються колії великої глибини. Все це негативно впливає на ріст рослинності Окрім цього, підвищене буксування негативно впливає на загальний ККД і економічні властивості трактора. То­му агротехнічними вимогами встановлені граничні значення буксування, які наведені в таблиці 1.

Таблиця 1.

Граничні значення буксування

№ п/п	Типи тракторів	Значення
1	Гусеничні	0,03
2	Колісні з колісною формулою 4К2	0,16
3	Колісні з колісною формулою 4К4	0,14

Значення коефіцієнтів, які входять у формулу зчіпної маси, для різно­манітних режимів роботи і ґрунтових умов наведені в [2], табл. 4.1, ст. 150, додатку.